DE3118063A1

DE3118063A1 - "presswalze, deren durchbiegung einstellbar ist"

Info

Publication number: DE3118063A1
Application number: DE19813118063
Authority: DE
Inventors: Christian 7920 Heidenheim Schiel
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1982-11-25
Also published as: FI69913C; FI69913B; CH658498A5; SE8202826L; FI821487L; JPS57193593A; GB2098304B; BR8202364A; FI821487A0; IT8221106A0; DE3118063C2; GB2098304A; JPH0210279B2; IT1150886B; ATA103682A; AT380706B; US4440077A; SE443847B

Description

P 3863 J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Neigbarer Dichtungsträger" Heidenheim

Preßwalze, deren Durchbiegung einstellbar ist

Die Erfindung betrifft eine Preßwalze nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Walze ist bekannt aus der Zeitschrift "Das Papier", I98O, Seiten I65 bis I7I (siehe auch Patentanmeldung P 30 03 359). Dort ist eine hydraulische Stützeinrichtung, die in der Preßebene Stützkräfte vom feststehenden Joch auf den drehbaren Walzenmantel überträgt, wie folgt ausgebildet: Der zwischen dem Walzenmantel und dem Joch befindliche Ringraum ist durch zwei Längsdichtungen in zwei symmetrisch zur Preßebene angeordnete halbringförmige Druckkammern unterteilt. Die der Gegenwalze zugewandte Druckkammer ist durch einen höheren Druck

beaufschlagbar als die andere Druckkammer. Die Höhe des Differenzdruckes zwischen den beiden Druckkammern bestimmt den Verlauf des Liniendruckes im Preßspalt zwischen der Preßwalze und einer Gegenwalze. Ein Verändern der Druckdifferenz hat eine Änderung der Liniendruckverteilung zur Folge, entsprechend den natürlichen Biegelinien der Preßwalz§ der Gegenwalze. Eine Korrektur-Einrichtung zur örtlichen Veränderung der Stützkräfte ist dadurch gebildet, daß im Ringraum zwischen Joch und Walzenmantel, vorzugsweise in den Endbereichen der Preßwalze, einzelne Hohlkolben angeordnet sind, in deren Innenraum im wesentlichen nur Atmosphärendruck herrscht. Man kann hierdurch auf den Walzenmantel zusätzliche Biegemomente aufbringen. Hierdurch ist es möglich, die Biegelinie des Walzenmantels willkürlich zu verändern.

Diese bekannte Preßwalze hat jedoch einige Nachteile: Im Gegensatz zu älteren bekannten Konstruktionen, bei denen nur die der Gegenwalze zugewandte Druckkammer mit Druckmittel beaufschlagt wird, ist es erforderlich, beiden Druckkammern Druckmittel zuzuführen. Deshalb ist insgesamt ein verhältnismäßig hoher Pumpendruck erforderlich. Dies bedeutet hohen Energieverbrauch. Erschwerend kommt hinzu, daß die oben erwähnten Hohlkolben zusätzliche Reibung und ungleiche Erwärmung des Mantels über die Breite verursachen. Ein anderer Nachteil besteht darin, daß die Hohlkolben in Ausnehmungen des Joches geführt sein müssen. Diese Ausnehmungen verringern die Steifigkeit und Festigkeit des Joches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Preßwalze anzugeben, die die Nachteile der bekannten Konstruktion vermeidet. Insbesondere soll mit möglichst niedrigem Hydraulikdruck gearbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Preßwalze gelöst. Danach wird an jedem Walzenende zwischen der bisher schon vorhandenen hydraulischen Haupt-Stützeinrichtung (vorzugsweise in Form der oben erwähnten halbringförmigen Druckkammer) und dem

Pendellager, das zur Abstützung des Walzenmantels gegen das Joch dient, eine zusätzliche Stutzeinrichtung vorgesehen. Diese hat ebenfalls die Form einer halbringförmigen Druckkammer und ist unabhängig von der Hauptdruckkammer mit Druckmittel beaufschlagbar. Diese zusätzlichen Druckkammern dienen nunmehr zum Aufbringen der gewünschten willkürlichen Zusatzbiegung der Walzenenden gegenüber dem mittleren Bereich des Walzenmantels. Hierzu ist, aufgrund der Halbring-Form der zusätzlichen Druckkammern nur ein verhältnismäßig niedriger Hydraulikdruck erforderlich. Außerdem erübrigt es sich, die der Hauptdruckkammer gegenüberliegende halbringförmige Kammer mit Druckmittel zu beaufschlagen. Dadurch kann auch in der Hauptkammer der Hydraulikdruck verhältnismäßig niedrig sein.

Bei der Gestaltung der zusätzlichen Stützeinrichtungen als halbringförmige Druckkammern, die durch Längs- und Umfangsdichtungen begrenzt sein müssen, bestanden erhebliche Schwierigkeiten. Denn bekanntlich findet im Betrieb der Preßwalze eine starke Durchbiegung des Joches statt und dementsprechend an den Walzenenden eine Neigung des Joches gegenüber dem Walzenmantel. Durch das Merkmal e) des Anspruches 1 werden diese Schwierigkeiten beseitigt. Es wird erreicht, daß auch bei einer starken Neigung des Joches die Dichtungen satt an ihren Gegenflächen anliegen. Die erfindungsgemäße Bauweise erlaubt auch Wärmedehnungsbewegungen zwischen dem Joch und dem Walzenmantel. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß bei der Herstellung der Dichtungen und der dazugehörenden Bauteile verhältnismäßig grobe Fertigungstoleranzen zugelassen werden können, und daß die Dichtungsanordnung ohne Schwierigkeiten montiert werden kann. Der gemäß der Erfindung vorgesehene ringförmige Dichtungsträger erstreckt sich im Inneren des Walzenmantels in Umfangsrichtung um das Joch herum. Er ist derart am Joch befestigt, daß er die von der zusätzlichen Druckkammer ausgeübte Stützkraft auf das Joch übertragen kann. Der Dichtungsträger ist somit in der Richtung der Preßebene relativ zum Joch fixiert, ansonsten jedoch gegenüber dem Joch frei beweglich. Mit anderen

Worten: Die Position des Dichtungsträgers relativ zum Walzenmantel ändert sich im Betrieb der Preßwalze im wesentlichen nur in Richtung der Preßebene. Eine nennenswerte Axialverschiebung oder Neigung des Dichtungsträgers relativ zum Walzenmantel findet nicht statt.

Gemäß den Ansprüchen 2 und 3 ist es besonders vorteilhaft, daß der Dichtungsträger relativ zum Joch axial verschiebbar und/oder um eine zur Preßebene senkrechte Achse neigbar ist.

Die Ausführung nach Anspruch 4 ist dann von Bedeutung, wenn die beiden zusätzlichen Druckkammern mit Drücken unterschiedlicher Höhe beaufschlagt werden. Dies ist dann erforderlich, wenn man ein asymmetrisches Liniendruck-Profil über die Länge des Preßspaltes erzielen möchte.

Die im Anspruch 7 angegebene vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung geht davon aus, daß die Umfangsdichtungen sowohl der Haupt-Druckkammer als auch der zusätzlichen Druckkammern in Achsrichtung an je eine Gegenfläche andrückbar sind. Diese an sich bekannte Bauweise der Umfangsdichtungen kann auch zweckmäßig schon im Zusammenhang mit den Merkmalen des Anspruches 1 angewendet werden. Dabei wird durch die Beweglichkeit des Dichtungsträgers erreicht, daß die darin angeordneten Dichtleisten nur wenig aus ihren Führungsnuten herausragen müssen. Man erreicht hierdurch eine größtmögliche Leichtgängigkeit der Dichtleisten in ihren Führungsnuten.

Gemäß einem wichtigen weiterführenden Gedanken der Erfindung (Anspruch 9) sind die Anlaufscheiben zum Walzenmantel hin wärmeisoliert. Dadurch wird erreicht, daß die Reibungswärme, die erzeugt wird durch das Gleiten der Umfangsdichtungen an den Anlaufscheiben, soweit wie möglich vom Walzenmantel ferngehalten wird. Dieser/würde sich ansonsten über seine Länge ungleichmäßig erwärmen. Eine weitere Maßnahme zur Verminderung des Wärmeübergangs von den Anlaufscheiben auf den Walzenmantel ist im Anspruch 10 angegeben. Danach wird die Möglichkeit geschaffen, daß Druck-

flüssigkeit, die sich an den Anlaufscheiben erwärmt hat, aus der Druckkammer entweichen kann und durch nachströmende, kühlere Druckflüssigkeit ersetzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 das führerseitige Ende einer Preßwalze mit einstellbarer Durchbiegung, im Längsschnitt;

Fig. 2 das triebseitige Ende der Preßwalze von Fig. 1, ebenfalls im Längsschnitt;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Preßwalze nach Linie III-III von Fig. 1.

Aus den Figuren 1 und 2 erkennt man, daß die Preßwalze einen drehbaren Walzenmantel 10 hat, an dessen .Enden Walzendeckel und 12 mit Lagerringen 13 bzw. 14 befestigt sind. Der triebseitige Lagerring ist als Zahnkranz ausgebildet, der zum Antrieb des Walzenmantels 10 gehört und mit einem nicht sichtbaren Antriebsritzel kämmt. In den Lagerringen 13 und W ist je ein Pendelrollenlager 15 angeordnet, dessen Innenring auf einem rohrförmigen Kragstück 9 eines Abstützbockes 16 ruht. Beide Abstützböcke 16 sind auf einem feststehenden Maschinengestell 8 oder auf beweglichen Preßhebeln befestigt. Ein feststehendes Joch 18 erstreckt sich durch die gesamte Länge des Walzenmantels 10 und ruht mit Hilfe von Kugelbüchsen 17 in den Abstützböcken Ic,

Der Walzenmantel 10 bildet zusammen mit einer Gegenwalze 3^ einen- Preßspalt, durch den eine Papierbahn 33 hindurchläuft. Die Gegenwalze J>K ruht in nur schematisch dargestellten Lagern 35'

Am Joch 18 sind mit Hilfe von Federringen 21 ringförmige Dichtleistenhalter 19 befestigt, in denen seitlich sogenannte Umfangs-Dichtleisten 20 angeordnet sind. Diese Umfangs-Dichtleisten 20 erstrecken sich in dem der Gegenwalze y\ zugewandten

Jc

Bereich über den halben Umfang des Jochs l8j sie können als halbe Kreisringe ausgebildet oder polygonartig aus geraden Stücken zusammengesetzt sein. Die Dichtleistenhalter 19 sind gegen Verdrehen auf dem Joch l8 gesichert. Die Umfangs-Dichtleisten 20 wer'en mit Hilfe von nicht dargestellten Federn in Achsrichtung gegen Anlaufscheiben 22 angedrückt. Diese sind von den Walzendeckeln 11 und 12 her über Büchsen 23 axial positioniert und mit Hilfe von Stiften 24 gegen Verdrehen gesichert. Im Joch 18 sind ferner LängsdichtIeisten 26 angeordnet, die in radialer Richtung elastisch an den Walzenmantel angedrückt werden. Die Umfangs-Dichtleisten 20 und die Längsdichtleisten 26 begrenzen eine halbringförmige Haupt-Druckkammer 27* die mit Druckflüssigkeit gefüllt werden kann. Dichtungen 25 verhindern die Leckage von Druckflüssigkeit.

Am führerseitigen Walzenende sind zwischen der Anlaufscheibe und dem Walzendeckel 11 zusätzliche Druckkammern 28 und 29 vorgesehen. Desgleichen befinden sich am triebseitigen Walzenende zwischen der Anlaufscheibe 22 und dem Walzendeckel 12 zusätzliche Druckkammern 28' und 29'. Es sind also zwei halbringförmige zusätzliche Druckkammern 28 und 28' vorhanden, die der Gegenwalze 34 zugewandt sind, und außerdem zwei zusätzliche Druckkammern 29 und 29', die auf der von der Gegenwalze y\ abgewandten Seite der Preßwalze angeordnet sind. Jede dieser zusätzlichen Druckkammern 28, 28', 29» 29' ist wiederum durch Umfangs-Dichtleisten 30 und Längsdlchtlelsten 31 begrenzt. Die Längsdichtleisten J>1 liegen wie die Längsdicht leisten 26 in einer zur Preßebene senkrechten Ebene.

Abweichend von den Dichtleisten 20 und 26 der Haupt-Druckkammer 27 sind die Dichtleisten 30 und 3I der zusätzlichen Druckkammern 28, 29, 28', 29' in ringförmigen Dichtleistenträgem 32 angeordnet; siehe hierzu auch Figur 3. Zur Abstützung der Dichtleistenträger 32 am Joch l8 ist folgendes vorgesehen: Im Bereich der Längsdichtungen 3I sind in das Joch 18 Zapfen kO eingesetzt. Auf Jedem dieser Zapfen 40 ist drehbar ein quaderförmiger Gleit stein 36 angeordnet. Jeder Dichtungsträger 32 weist zwei Längs-

nuten auf, in die die Gleitsteine 36 eingepaßt sind. Somit kann sich der Dichtungsträger 32 in Richtung der Walzendrehachse relativ zum Joch 18 verschieben außerdem kann er um die Zapfen 40 verschwenkt werden, so daß er an einer Neigung des Jochs l8 relativ zum Walzenmantel 10 nicht teilnimmt.

In Fig. 3 erkennt man noch verschiedene Druckflüssigkeits-Kanäle, die alle vom führerseitigen Ende des Jochs l8 herkommen. Der Kanal 37 mündet unmittelbar in die Hauptdruckkammer 27. Die zu den Zusatz-Druckkammern 28 und 29 führenden Kanäle 38 und 39 sind dagegen durch die Zapfen 40 geführt. Daran schließt sich jeweils ein schräger Verbindungskanal 38' bzw. 39' an. Der dem Haupt-Druckraum 27 gegenüberliegende, im wesentlichen unter Atraos-phärendruck stehende Zwischenraum 42 ist über einen Leckflüssigkeitskanal 43 nach außen hin verbunden. Die triebseitigen zusätzlichen Druckkammern 28' und 29' haben in der Regel separate Druckflüssigkeits-Zuleitungen, so daß bei Bedarf z.B. die beiden Druckkammern 28 und 28' mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden können, desgleichen die beiden Druckkammern 29 und 29'.

In Fig. 1 ist bei 49 angedeutet, daß in den Umfangsdichtungen 30 kleine Lecköffnungen vorgesehen werden können, durch die erwärmte Druckflüssigkeit abfließen kann. Ähnliche Lecköffnungen können auch in den Umfangsdichtungen 20 vorgesehen werden.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den Gleitflächen der beiden Anlaufscheiben 22, an denen die Dichtungen 20 anliegen, ungefähr gleich der Breite der Papierbahn 33 (siehe Fig. 1 und 2). Dabei liegen die zusätzlichen Druckkammern 28, 28', 29, 29' außerhalb der Breite der Papierbahn. Dementsprechend weist der Walzenmantel 10 an beiden Enden Verlängerungen 10a auf. Von dieser bevorzugten Bauart kann jedoch auch abgewichen werden. So können die Zusatzkammern mit einem Teil ihrer Breite innerhalb der Breite der Papierbahn liegen. Dadurch kann die Länge des Walzenmantels etwas verringert werden.

Heidenheim, den 04.05.8l
Sh/Srö

Claims

P 3863 " J.M. Voith GmbH

Kennwort: "Neigbarer Dichtungsträger" Heidenheim

Patentansprüche

fl.)Preßwalze, deren Durchbiegung einstellbar ist, insbesondere für die Papierindustrie, mit einem hohlen Walzenmantel (10), der um einen feststehenden Biegeträger (Joch 18) rotierbar ist und der mit einer Gegenwalze (3¹O einen von einer Bahn (33) durchlaufenen Preßspalt bilden kann, wobei die Drehachsen der beiden Walzen und der Preßspalt in einer Preßebene liegen, ferner mit den folgenden Merkmalen:

a) der Walzenmantel (10) ist an seinen beiden Enden durch Je ein Pendellager (15) wenigstens mittelbar gegen das Joch (18) abgestützt;

b) im Bereich des Preßspaltes ist eine hydraulische Stützeinrichtung (27) vorgesehen, die in der Preßebene Stützkräfte vom Joch (18) auf den Walzenmantel (10) überträgt;

c) es ist eine Korrektur-Einrichtung zur örtlichen Veränderung der Stützkräfte vorgesehen;

gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

d) als Korrektur-Einrichtung ist zwischen der genannten hydraulischen Stutzeinrichtung (27) und jedem der beiden Pendellager (15) eine Zusatz-Stützeinrichtung vorgesehen, in Form einer zwischen Walzenmantel (10) und Joch (l8) befindlichen und durch Längsdichtungen (31) und Umfangsdichtungen (30) begrenzten halbringfdrmigen Druckkammer (28, 29, 28', 29');

e) die Längs- und die Umfangsdichtungen (31, 30) jeder zusätzlichen Druckkammer (28, 29) sind auf einem ringförmigen Dichtungsträger (32) angeordnet, der in Richtung der Preßebene auf dem Joch (l8) abgestützt, ansonsten jedoch relativ zum Joch beweglich ist.
2. Preßwalze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (32) relativ zum Joch (18) axial verschiebbar ist.
3. Preßwalze nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Joch (18) abgestützte Dichtungsträger (32) um eine zur Preßebene senkrechte Achse neigbar angeordnet ist.
4. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umfangsdichtungen (30) jeder zusätzlichen Druckkammer (28, 29) im wesentlichen gleiche Abmessungen aufweisen, so daß aus der Druckbeaufschlagung der Druckkammer kein wesentlicher Axialschub entsteht.
5· Preßwalze nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (18) im Bereich jeder zusätzlichen Druckkammer (28,29) zu neigbaren Lagerung der Dichtungsträger (32) zwei Zapfen (40) aufweist.
6. Preßwalze nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckmittelleitung (38, 39) vom Joch (18) her dur.ch einen der Zapfen (40) in eine der zusätzlichen Druckkammern geführt ist.
7. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin die Haupt-Stützeinrichtung eine zwischen Walzenmantel und Joch befindliche und durch Längs- und Umfangsdichtungen begrenzte Haupt-Druckkammer ist und die Umfangsdichtungen in Achsrichtung an je eine Gegenfläche andrückbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem stirnseitigen Ende der Hauptdruckkammer (27) eine für diese und die benachbarte zusätzliche Druckkammer (28, 29) gemeinsame, mit dem Walzenmantel (10) rotierende und Gegenflächen für die Umfangsdichtungen (20, 30) aufweisende Anlaufscheibe (22) vorgesehen ist.
8. Preßwalze nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufscheibe (22) - zum Zwecke einer Verdrehsicherung relativ zum Walzenmantel (10) - über eine Zwischenhülse (25) mit einem am Walzenmantel (10) befestigten Walzendeckel (11 bzw. 12) verbunden ist.
9· Preßwalze nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufseheiben (22) zum Walzenmantel (10) hin wärmeisoliert sind.
10. Preßwalze nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Umfangs dichtungen (20, ~$0) Lecköffnungen (49) vorgesehen sind.

Heidenheim, den 04.05.81
Sh/Srö